DE1000245B

DE1000245B - Working cylinder, in particular for air brake systems in motor vehicles

Info

Publication number: DE1000245B
Application number: DEB34222A
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1955-01-22
Filing date: 1955-01-22
Publication date: 1957-01-03

Description

Arbeitszylinder, insbesondere für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von Zylindern, für druckluftbetätigte Anlagen, insbesondere von Bremszylindern für Druckluftbremsanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Zylinder sind üblicherweise so ausgebildet, daß sie auf der Außenluftseite atmen können, d.h. daß beim Arbeitshub des Kolbens die vor ihm in der Außendruckkammer vorhandene Luft nach außen verdrängt wird und beim Rückhub des Kolbens wieder eine entsprechende Luftmenge in die Außendruckkammer eingesaugt werden kann. Damit mit der zurückströmenden Luft keine unerwünschten Fremdkörper in den Außendruckraum gelangen, ist der Belüftungsöffnung ein Filter vorgeschaltet. Solche Filter halten jedoch nur feste Körper zurück; sie bilden, keinen Schutz gegen, das Eindringen von Flüssigkeiten, z.B. von Wasser. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, den Außendruckraum der Zylinder durch einen Balg abzuschließen, der so bemessen ist, daß er die vom Kolben verdrängte Luft aufnehmen und, wieder an den Außendruckraum abgeben kann. Diese Ausführung hat unter anderem den Nachteil, daß der Balg groß sein muß und leicht beschädigt werden kann. Ein anderer Weg ist, den Außendruckraum nach außen derart abzuschließen, daß vom Kolben aus ihm verdrängte Luft gegebenenfalls nach außen ausgeschoben, beim Rückhub des Kolbens aber von außen nichts eingesaugt werden kann.Working cylinders, in particular for compressed air brake systems in motor vehicles The invention is concerned with the formation of cylinders for pneumatic actuators Systems, in particular of brake cylinders for compressed air brake systems in motor vehicles. These cylinders are usually designed so that they are on the outside air side can breathe, i.e. that during the working stroke of the piston the ones in front of it in the external pressure chamber existing air is displaced to the outside and again on the return stroke of the piston corresponding amount of air can be sucked into the external pressure chamber. So with the air flowing back no unwanted foreign bodies into the external pressure chamber a filter is connected upstream of the ventilation opening. Hold such filters however only solid bodies back; they form, no protection against, the intrusion of liquids, e.g. of water. It has therefore already been proposed that Close off the external pressure chamber of the cylinder with a bellows, which is dimensioned in such a way that that it absorb the air displaced by the piston and, again, to the external pressure chamber can deliver. This design has the disadvantage, among other things, that the bellows is large must be and can be easily damaged. Another way is the external pressure chamber close to the outside in such a way that air displaced from it by the piston, if necessary pushed outwards, but nothing sucked in from the outside during the return stroke of the piston can be.

Auch bei einer solchen Anordnung muß aber dem Außendruckraum des Zylinders in geeigneter Weise Luft zugeführt werden, damit der Kolben nach dem Arbeitshub sich wieder frei zurückbewegen kann, d.h., auch bei einer solchen Ausführung muß dafür gesorgt werden, daß der Druck im Außendruckraum stets möglichst in der Nähe des Atmosphärendrucks bleibt.Even with such an arrangement, however, the external pressure chamber of the cylinder air can be supplied in a suitable manner so that the piston after the working stroke can move back freely, i.e. must also with such an execution it must be ensured that the pressure in the external pressure chamber is always as close as possible of atmospheric pressure remains.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung auf einfache Weise dadurch gelöst, daß im bzw. am Zylinder Mittel vorgesehen werden, die beim Rückhub des Kolbens innerhalb eines bestimmten Druckbereiches mindestens einen beschränkten. Druckausgleich zwischen dem Druckwechselraum und dem Außendruckraum des Zylinders zulassen.This object is achieved in a simple manner according to the invention solved that means are provided in or on the cylinder, which during the return stroke of the piston at least one restricted within a certain pressure range. Pressure equalization allow between the pressure change space and the external pressure space of the cylinder.

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand von Druckluftbremszylindern der in Kraftfahrzeugen üblichen Bauart dargestellt. Es zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch einen Einkammerdruckluftbremszylinder, Fig.2 einen Schnitt durch einen gleichartigen Bremszylinder etwas abgewandelter Bauart.Two embodiments of the subject matter of the invention are shown in FIG Drawing on the basis of air brake cylinders of the type customary in motor vehicles shown. It shows Fig. I a longitudinal section through a single-chamber compressed air brake cylinder, 2 shows a section through a somewhat modified brake cylinder of the same type Design type.

Mit I ist ein Bremszylinder der bei Einkammerdruckluftbremsen in Kraftfahrzeugen üblichen Form bezeichnet. An seinem Boden 2 besitzt dieser Zylinder einen Stutzen 3 zum Anschluß an eine Druckluftleitung, über die die linke Zylinderseite, der Druckwechselraum 4, Druckluft zugeführt erhält oder entlüftet werden kann.With I, a brake cylinder is the one for single-chamber compressed air brakes in motor vehicles common form. This cylinder has a connecting piece at its bottom 2 3 for connection to a compressed air line, via which the left cylinder side, the pressure change chamber 4, compressed air is supplied or can be vented.

Im Zylinder läuft ein im wesentlichen scheibenförmiger Kolben 5, der seinerseits mittels einer Bohrung 6 in seiner Mitte auf einem Rohr 7 geführt ist. Zur Dichtung gegen Zylinder und Kolbenrohr hat der Kolben auf seiner dem Zylinderboden 2 zugewandten Seite eine beispielsweise aufvulkanisierte Dichtungsscheibe 8 mit einem äußeren, den Kolbenrand umfassenden Dichtungsstulp 9 und einem inneren Dichtungsstulp Io.In the cylinder runs a substantially disk-shaped piston 5, the is in turn guided on a pipe 7 by means of a bore 6 in its center. To seal against the cylinder and the piston tube, the piston has on its cylinder base 2 with a sealing washer 8 which is vulcanized on, for example an outer sealing faceplate 9 encompassing the piston edge and an inner sealing faceplate Io.

Mit seinem nicht gezeichneten, rechten Ende ist das Rohr 7 in bekannter Weise geführt in einem ebenfalls nicht gezeichneten Zylinderdeckel, wombei nicht dargestellte Mittel vorgesehen sind, die gegebenenfalls wohl ein Ausschrieben der vom Kolben aus dem Außendruckraum II des Zylinders verdrängten Luft zulassen, aber verhindern, daß beim Rückhub des Kolbens etwas von außen eintritt.With its not shown, right end, the tube 7 is known Way out in a cylinder cover also not shown, wombei not The means shown are provided, which may possibly be a tender of the allow air displaced by the piston from the external pressure chamber II of the cylinder, but prevent something from entering from outside during the return stroke of the piston.

Eine kräftige metallische Kappe I2 schließt das in den Druckwechselraum 4 ragende Ende des Kolbenrohres dicht ab. An einer Vertiefung I3 des Kappenbodens liegt in bekannter Weise vermöge von der Bremsanlage ausgehender Rückführkräfte eine Kolbenstange I4 an. Diese trägt in ebenfalls bekannter Weise eine Führungsscheibe I5.A strong metallic cap I2 closes this in the pressure change space 4 protruding end of the piston tube tightly. At a recess I3 in the bottom of the cap lies in a known manner by virtue of the return forces emanating from the brake system a piston rod I4. This also carries a guide washer in a known manner I5.

Ein Kragen I6 an der Kappe I2 bildet einen Anschlag für den Kolben. Nach der anderen Seite ist die Bewegung des Kolbens auf dem Führungsrohr 7 begrenzt durch einen auf letzterem aufgeschweißten doppelt abgesetzten Flanschring I7.A collar I6 on the cap I2 forms a stop for the piston. On the other hand, the movement of the piston on the guide tube 7 is limited by a double offset flange ring I7 welded onto the latter.

Eine an diesem Flanschring sich abstützende Spiralfeder 18 drückt den Kolben 5 bei gelöster Bremse gegen den Kragen 16.A spiral spring 18 supported on this flange ring presses the piston 5 against the collar 16 when the brake is released.

In diesem Falle ist über eine oder mehrere Bohrungen i9 in der Kolbenwand: und eine entsprechende Durchbrecbung 2o in der Dichtungsscheibe 8 der Druckwechselraum 4 mit dem Außendruckraum II des Zylinders verbunden. Diese Bohrungen haben nur einen geringen Querschnitt.In this case, one or more bores i9 in the piston wall: and a corresponding breakthrough 2o in the sealing washer 8 of the Pressure change space 4 connected to the external pressure chamber II of the cylinder. These holes only have one small cross-section.

Liegt der Kolben am Flansch I7 an, so ist die Drosselbohrung I9 durch eine ihr gegenüberliegende Dichtungsscheibe 2I auf dem Flanschring I7 verschlossen. Durch drei nicht gezeichnete Warzen auf der Kolbenwand, die den gleichen Abstand von der Achse haben wie die Drosselbohrung I9 und voneinander gleich weit abstehen, ist gesorgt, daß sich der Kolben ohne Verkanten gegen den Flanschring I7 legen kann und die Dichtungsscheibe dabei nur die für das Abdichten notwendige Pressung, nicht aber einen großen Teil des Kolbenschubes aufnimmt.If the piston is in contact with flange I7, throttle bore I9 is through a sealing washer 2I opposite it is closed on the flange ring I7. By three not drawn warts on the piston wall, which are the same distance have the same distance from the axis as the throttle bore I9 and from each other, it is ensured that the piston can lie against the flange ring I7 without tilting and the sealing washer only provides the pressure required for sealing, not but takes up a large part of the piston thrust.

Ein Verdrehen des Kolbens gegen den Flanschring I7 wird verhindert durch einen in die Kolbenwand eingenieteten und mit dem nötigen Spiel in eine Bohrung 22 im Flanschring I7 eingreifenden Bolzen 23.A twisting of the piston against the flange ring I7 is prevented through a riveted into the piston wall and with the necessary play in a hole 22 bolt 23 engaging in flange ring I7.

Gegen den Flanschring I7 einerseits, den nicht gezeichneten Zylinderdeckel andererseits stützt sich eine Rückführfeder 24. In der Ruhelage drückt sie das Rohr 7 mit seiner Kappe I2 gegen den Zylinderboden 2.Against the flange ring I7 on the one hand, the cylinder cover (not shown) on the other hand, a return spring 24 is supported. In the rest position, it presses the tube 7 with its cap I2 against the cylinder base 2.

Zum Anziehen der Bremsen wird Druckluft in den Druckwechselraum 4 des Zylinders eingelassen. Ein Teil davon tritt zunächst über die noch offene Drosselbohrung I9 in den Außendruckraum II über. Vermöge des vergleichsweise kleinen Querschnitts der Bohrung I9 steigt aber der Druck im Druckwechselraum trotzdem sehr schnell an, so daß sich der Kolben 5 gegen die Kraft der Feder I8 in Richtung auf den Flansch I7 bewegt, bis dieser mit der Dichtung 2I die Drosselbohrung I9 verschließet. Nun ist der Außendruckraum II vom Druckwechselraum 4 abgetrennt. Die Feder I8 ist so bemessen, daß dies ungefähr bei einem Überdruck von 0,3 atü eintritt, also bei einem Druck, bei dem üblicherweise die Bremsbacken anzuliegen beginnen.To apply the brakes, compressed air is fed into the pressure change chamber 4 of the cylinder. Part of it first occurs through the throttle bore that is still open I9 into the external pressure chamber II. Due to the comparatively small cross-section of bore I9, however, the pressure in the pressure change chamber increases very quickly, so that the piston 5 against the force of the spring I8 in the direction of the flange I7 moves until it closes the throttle bore I9 with the seal 2I. so the external pressure chamber II is separated from the pressure change chamber 4. The spring I8 is like that dimensioned that this occurs approximately at an overpressure of 0.3 atü, that is, at a Pressure at which the brake shoes usually begin to rest.

Strömt weitere Druckluft nach 4, so nimmt dort der Druck weiter zu, der Kolben wird weiter nach rechts geschoben und nimmt über den Anschlag I7 das Führungsrohr 7 und die Kolbenstange I4 mit. Die vom Kolben verdrängte Luft wird dabei vermöge der obenerwähnten Mittel nach außen ausgeschoben. Die Bremsung geschieht somit im eigentlichen Bremsbereich ohne Luftverlust.If more compressed air flows to 4, the pressure there continues to increase, the piston is pushed further to the right and takes over the stop I7 the Guide tube 7 and the piston rod I4 with. The air displaced by the piston will by virtue of the above-mentioned means pushed out to the outside. The braking happens thus in the actual braking area without loss of air.

Wird umgekehrt zum Lösen der Bremsen der Druckwechselraum 4 entlüftet, so geht das Führungsrohr samt dem Kolben unter der Kraft der Rückführfeder gegen die Ausgangsstellung zurück. Die Drosselbohrung I9 bleibt zunächst geschlossen. Dabei wird dem Außendruckraum II keine Luft zugeführt, weder vom Kolben her noch von außen. Der Überdruck im Druckwechselraum fällt sehr rasch ab und erreicht schnell die obenerwähnte Grenze von o,3 atü und unterschreitest diese. Infolgedessen schiebt nun die Feder I8 den Kolben, vom Flansch I7 weg, und die Drosselbohrung I9 wird, frei. Dann findet zwischen dem Druckwechselraum und dem Außendruckraum wiederum ein Druckausgleich statt.Conversely, if the pressure change chamber 4 is vented to release the brakes, so the guide tube together with the piston counteracts under the force of the return spring the starting position back. The throttle bore I9 initially remains closed. No air is supplied to the external pressure chamber II, either from the piston or from the piston from the outside. The overpressure in the pressure change space drops very quickly and reaches quickly the above-mentioned limit of 0.3 atm and falls below this. As a result, pushes Now the spring I8 moves the piston away from the flange I7, and the throttle bore I9 becomes, free. Then takes place again between the pressure change space and the external pressure space pressure equalization takes place.

Der in Fig.2 dargestellte Bremszylinder ist von einer Bauart, die besonders für größere Zylinderdurchmesser geeignet ist.The brake cylinder shown in Fig.2 is of a type that is particularly suitable for larger cylinder diameters.

In einem Zylinder 3I mit Boden 32 und Anschlusstutzen 33 läuft ein Kolben 34 mit einem äußeren Dichtungsstulp 35. In der Mitte hat der aus Stahlblech hergestellte Kolben eine napfartige Vertiefung 36, die gegen, den Zylinderboden 32 hin hohl und auf dieser Seite durch einen Schraubstopfen 37 dicht abgeschlossen ist. Der Napf 36 wird lose von einem Führungsrohr 38 umfaßt. In dein Rohr ist nahe dem zum Zylinderboden weisenden Ende ein Zwischenboden 39 mit einem Vierkantansatz 4o und einem Gewindebolzen 4I eingeschweißt.In a cylinder 3I with bottom 32 and connecting piece 33 runs Piston 34 with an outer sealing face plate 35. In the middle it is made of sheet steel Manufactured piston a cup-like recess 36, which against the cylinder bottom 32 hollow and sealed off on this side by a screw plug 37 is. The cup 36 is loosely encompassed by a guide tube 38. In your pipe is near the end facing the cylinder base is an intermediate base 39 with a square shoulder 4o and a threaded bolt 4I welded.

Der Kolben ist mittels einer Durchbrechung 42 in seiner Mitte und des Vierkants 4o am Führungsrohr 38 verdrehungssicher geführt. Unter der Kraft einer den Vierkant 4o umgebenden Spiralfeder 43 legt er sich im Lösezustand der Bremsen mit dem Boden des Napfes 36 gegen eine Mutter 44 auf dem Gewindebolzen 4I.The piston is by means of an opening 42 in its center and of the square 4o on the guide tube 38 out of rotation. Under the power of one the spiral spring 43 surrounding the square 4o lies in the released state of the brakes with the bottom of the cup 36 against a nut 44 on the threaded bolt 4I.

Auf der anderen Seite kann sich der Kolben 34 an einen Flanschring 45 am linken Ende des Führungsrohres legen. In dieser Kolbenstellung schließt eine Gummidichtungsscheihe 46 auf dem Flanschring 45 eine ihr gegenüberliegende Drosselbohrung 47 im Kolbenboden.On the other hand, the piston 34 can be attached to a flange ring 45 at the left end of the guide tube. In this piston position one closes Rubber sealing washer 46 on the flange ring 45 has a throttle bore opposite it 47 in the piston crown.

Es sind weiter drei Warzen 48 auf denn Flanschring 44 angebracht, von denen nur eine in der Zeichnung zu sehen ist und die ein Anliegen des Kolbens ohne Verkanten gestatten, ohne daß die Dichtungsplatte 46 überlastet wird.There are also three lugs 48 attached to the flange ring 44, only one of which can be seen in the drawing and which is a concern of the piston Allow without tilting, without the sealing plate 46 being overloaded.

Am Flanschring 45 liegt eine Rückführfeder 49 an, die sich auf dem anderen Seite in bekannter Weise gegen den nicht gezeichneten Zylinderdeckel stützt. Im übrigen ist der Bremszylinder auf der Außendruckseite übereinstimmend mit dem Zylinder nach Fig. I ausgebildet. An dem Zwischenboden 39 im Kolbenrohr liegt in bekannter Weise eine Kolbenstange 5I mit Führungsscheibe 52 an.On the flange 45 is a return spring 49, which is on the the other side is supported in a known manner against the cylinder cover, not shown. Otherwise, the brake cylinder on the external pressure side is consistent with that Cylinder according to FIG. On the intermediate base 39 in the piston tube is located in In a known manner, a piston rod 5I with a guide disk 52 is attached.

Die Wirkungsweise des Zylinders nach Abb. 2 entspricht in dem Zusammenwirken des Kolbens 34 mit Drosselbohrung 47 einerseits und des Führungsrohres 38 mit Flanschring 45 und Dichtungsscheibe 46 andererseits vollständig derjenigen des Zylinders nach Abb. I.The operation of the cylinder according to Fig. 2 corresponds in the interaction of the piston 34 with throttle bore 47 on the one hand and of the guide tube 38 with a flange ring 45 and sealing washer 46, on the other hand, completely correspond to those of the cylinder Fig I.

Für die erwähnten Steuervorgänge für den Druckausgleich zwischen beiden Zylinderseiten genügt ein verhältnismäßig geringes Axialspiel des Kolbens auf dem Führungsrohr. Im übrigen ist die Erfindung auch sinngemäß anwendbar bei Zylindern, deren Kolben nicht mit einem besonderen. Rohr, sondern mit der Kolbenstange im Zylinderdeckel oder dem Zylinderboden geführt ist. Es lassen sich außerdem auch andere Steuerungen, z.B. mit im Kolbenrohr verlaufenden Drosselkanälen und einem den Kolben tragenden oder mit diesem in einer Schleppverbindung stehenden Steuerschieber, denken. Auch könnte der Kolben mit einem steuernden Ringkolben versehen oder als Membrankolben ausgebildet sein.For the mentioned control processes for the pressure equalization between the two A relatively small axial play of the piston on the cylinder sides is sufficient Guide tube. In addition, the invention can also be used analogously for cylinders, their piston not with a special one. Tube, but with the piston rod in the cylinder cover or the cylinder base. Other controls can also be used, e.g. with throttle channels running in the piston tube and one that supports the piston or with this control slide, which is in a towing connection, think. Even the piston could be provided with a controlling ring piston or as a diaphragm piston be trained.

Claims

PATENT CLAIMS: I. For compressed air systems, in particular pressure brake systems in motor vehicles, certain cylinders, the external pressure chamber of which to the outside in such a way is completed that from it displaced air by the piston, if necessary, to the outside extended on the return stroke. but the piston cannot be sucked in from the outside, characterized by: means, which during the return stroke of the piston within a certain Pressure area at least a limited pressure equalization between the pressure change space (4) and the external pressure chamber (i i) of the cylinder.

2. Cylinder according to claim i, characterized by a connecting the cylinder spaces on both sides of the piston Canal (ig, 47) small cross section, which is caused by the small clearance between. Stops axially with respect to the piston rod movable piston (5, 34) after a small increase in pressure in the pressure change chamber (4) closed and at a Pressure drop is opened again.

3. Cylinder according to claim I, the piston with a pipe surrounding the piston rod is guided in a cylinder wall, characterized through a bore (I9, 47) of small cross-section penetrating the piston, which by means of an axial displacement of the piston provided on the guide tube (7, 38) is monitored on this limiting shut-off body (2I, 46).

4th cylinder after Claim 3, characterized in that the piston along the guide tube (7, 38) can be displaced against the force of a spring (I8, 43) supported on the latter is.

5. Cylinder according to claim 3, characterized by an anti-twist guide of the piston on the guide tube.

6. Cylinder according to claim 3, characterized by a such training of the piston wall and the shut-off body on the guide tube that at closed passage bore the piston rests against the stop without tilting.